浪涌保护器搭配后备保护器SCB的部署方案

在现代低压配电系统中，浪涌保护器（Surge Protective Device，SPD）已成为必不可少的防雷与过电压防护装置。SPD主要用于泄放雷击浪涌电流和开关操作过电压，从而保护下游设备的安全。然而，SPD在遭受雷电流冲击或工频暂态过电流时，可能因过热、短路或失效而导致火灾和供电中断风险。为确保SPD在失效时能够安全退出系统，需在其前端或串联端配置专用的后备保护器（Surge protective Backup device，SCB）。

低压浪涌保护器与SCB后备保护器的合理配合，不仅能提升整体防护的可靠性，还能有效降低系统的安全隐患，满足国家标准 GB/T 18802.1-2011（等同IEC 61643-11:2011） 和 GB 50057-2014《建筑物防雷设计规范》 的要求。

二、浪涌保护器与后备保护器的协同安全性分析

SPD的失效模式

热击穿：MOV（金属氧化物压敏电阻）因吸收过大能量导致持续导通。

短路失效：雷电流冲击后MOV绝缘击穿，SPD呈低阻态，持续吸收电源电流，造成系统短路。

开路失效：SPD内部熔丝熔断或脱扣，保护功能失效。

SCB的作用

SCB本质上是一种专用于SPD的快速断路保护装置，能够在SPD出现短路或工频续流时迅速分断，防止火灾和母线故障扩散。与普通断路器或熔断器相比，SCB具有以下优势：

高分断能力：分断电流一般 ≥50kA（AC 50Hz/60Hz），可覆盖SPD最大工频续流。

低残压配合：在断开SPD时不会产生额外过电压，保障下游设备。

快速动作时间：典型动作时间 <100μs，确保SPD失效不危及系统。

安全性提升对比

仅安装SPD SPD短路时可能引发电弧或火灾：中等

SPD+普通MCB断路器，断路器动作时间较慢，可能无法及时切除工频续流：较高

SPD+SCB后备保护器 快速分断、能量协调，SPD与电网全周期安全隔离：极高

结论：SPD搭配专用SCB后备保护器的低压配电系统更安全、更可靠。

三、快捷低压配电系统SCB后备保护器的选型原则

根据SPD额定放电电流（In）与最大放电电流（Imax）

SCB应满足SPD在 Imax 冲击后仍可安全分断。

例如：SPD Imax=40kA（8/20μs），SCB分断能力应≥50kA。

根据工频续流能力（If）

SPD在失效时可能出现工频电流续流，SCB必须能在 半周内分断If。

标准要求 SCB分断能力 If ≥ 3kA。

额定电压（Un）与额定工作电压（Uc）匹配

SCB的Un应不低于SPD的Uc。

例如：SPD Uc=385V（适用于AC 230/400V系统），SCB应选用 AC 400V 级别产品。

动作配合时间（ts）

SCB必须在 SPD 热脱扣前完成切除，典型值：ts ≤100μs。

极数选择

单相系统：1P+N/2P SCB

三相四线系统：3P+N SCB

三相三线系统：3P SCB

推荐选型表（参考值）

单相220V：Imax 20kA，275V，250V~275V，≥25kA，1P+N

三相380V：Imax 40kA，385V，400V，≥50kA，3P+N

工业大电流系统：Iimp 12.5kA (10/350μs)，385V，400V，≥60kA 3P+N

四、SCB后备保护器的接线方法

接线位置

SCB串联安装于SPD前端，连接在电源母线与SPD之间。

位置顺序：电源进线 → SCB → SPD → 负载。

接线导体要求

接地线：≥16mm² 铜线

相线与中性线：≥6mm² 铜线（根据系统电流等级可提高至10~16mm²）

连接线尽量短直，长度 ≤0.5m，减少引线电感。

接线示意

三相四线制配电箱接线图：

   L1 ──┐

        │

       [SCB]──[SPD]───→ 负载

   L2 ──┤

        │

       [SCB]──[SPD]───→ 负载

   L3 ──┤

        │

       [SCB]──[SPD]───→ 负载

   N  ──┘

        │

       [SCB]──[SPD]───→ 负载

   PE ────────────────→ SPD接地端子

保护配合原则

每个SPD均应配套一个SCB，避免共用。

若配电箱内有多级SPD（I级+II级），每一级SPD均需单独SCB保护。

末端小负载可选用微型SCB与SPD组合式模块。

五、低压配电系统部署方案

建筑物主配电柜（一级防护）

SPD：I级试验型，Iimp ≥ 12.5kA（10/350μs）

SCB：分断能力 ≥60kA，极数3P+N

接地电阻要求：≤1Ω

楼层配电箱（二级防护）

SPD：II级，Imax ≥ 40kA（8/20μs），Uc=385V

SCB：分断能力 ≥50kA，极数3P+N

接线：SCB至SPD距离 <0.5m

终端设备配电箱（三级防护）

SPD：III级，In ≥ 5kA，Uc=275V

SCB：微型SCB，分断能力 ≥10kA

应用于机房、精密仪器等敏感负载

六、SCB后备保护器工程应用案例

以某数据中心低压配电系统为例：

主配电室配置 I级SPD（Iimp=25kA/极，Uc=385V）+SCB（分断能力=60kA，3P+N）。

楼层配电间配置 II级SPD（Imax=40kA，Uc=385V）+SCB（分断能力=50kA，3P+N）。

机房终端机柜配置 III级SPD（In=5kA，Uc=275V）+SCB（分断能力=10kA，1P+N）。

部署完成后，SPD在一次雷击实验中承受了Iimp=20kA冲击，SCB保持正常；在SPD热击穿模拟实验中，SCB在80μs内切断电路，避免了火灾风险。

SPD单独使用存在安全隐患，而SPD+SCB的组合能实现快速分断与能量协调，显著提升低压配电系统的安全性。

SCB选型需与SPD参数匹配，重点关注分断能力、额定电压、工频续流能力和动作时间。

正确接线和部署至关重要，SCB应靠近SPD，导线短直，独立配合，避免共用。

分级保护体系（主配电→楼层配电→终端设备）需逐级配置SPD与SCB，确保全方位雷电与过电压防护。

因此，在现代建筑、工业、电力、通信及数据中心等场景中，低压浪涌保护器搭配SCB后备保护器已成为标准化的防雷设计方案。